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Investigadores descubrieron una población de pinzones de las Galápagos, en Ecuador, en el proceso de convertirse en una nueva especie.
Este es el primer ejemplo de especiación que pudo observarse directamente en el terreno.
Los científicos detectaron el progreso de la especiación al observar a toda la población de pinzones que habita una pequeña isla de las Galápagos llamada Daphne Mayor durante varios años.
La investigación fue publicada en la revista Science.
El grupo de las especies de los pinzones a la que pertenece la población de la nueva especie llamada "Big Bird (o Gran Pájaro)" se conoce colectivamente con el nombre de pinzones de Darwin, ya que estas fueron las aves que ayudaron al naturalista británico a descubrir el proceso de la evolución por selección natural.
Visitante inesperado
En 1981, investigadores notaron la llegada a la isla de un macho de una especie de ave no nativa: el pinzón de cactus grande (G. conirostris).
Rosemary y Peter Grant vieron que este macho se apareó con una hembra de una especie local (pinzón terrestre mediano o G. fortis), dando como resultado polluelos fértiles.
Casi 40 años después, la descendencia de esta pareja —cerca de 30 individuos— continúa bajo observación.
"Es un caso extremo de algo que estamos empezando a notar en general a lo largo de los años. La evolución, en general, puede ocurrir muy rápidamente", le explicó a la BBC Roger Butlin, experto en especiación que no participó en el estudio.
¿Cómo definir una especie?
Esta nueva población de pinzones es lo suficientemente diferente en su forma y en sus hábitos a las aves nativas como para ser considerada una nueva especie, y los individuos de diferentes poblaciones no se cruzan.
En el pasado, se pensaba que dos especies diferentes no podían producir descendencia fértil para ser reconocidas cada una como una especie diferente.
Pero en años recientes, se ha establecido que muchas aves y otros animales que consideramos como especies únicas pueden de hecho cruzarse con otras y producir descendencia fértil.
"Ya no debatimos sobre qué es lo que define a una especie porque es una discusión fútil", dice Butlin.
Lo que es más interesante, añade, es entender el rol que puede tener la hibridación en el proceso de creación de una nueva especie. Por eso esta observación de los pinzones de Galápagos es tan importante.
Viaje agotador
Los investigadores creen que el macho original pudo haber volado unos 100 kilómetros desde el hábitat del pinzón de cactus grande en la isla Española.
Ésta es una distancia muy grande para un pequeño pinzón, por eso es muy poco probable que hubiese podido regresar.
Al identificar una de las formas en que puede surgir una nueve especie y al seguir la evolución de toda la población, los investigadores hicieron de este caso un ejemplo de especiación que tiene lugar en un lapso de tiempo observable.
Por esta razón, los investigadores han llamado a estos animales "la población del Gran Pájaro".
Para verificar científicamente si esta población era genéticamente distinta del pinzón nativo de la isla, Peter y Rosemary Grant colaboraron con el científico Leif Andersson de la Universidad de Upsala, en Suecia, quien analizó la población genéticamente para este estudio.
"Uno hubiera esperado que el híbrido se empezaría a reproducir con uno de la otra especie de la isla hasta terminar desapareciendo... pero para nuestra sorpresa hemos confirmado que son un grupo reproductivo cerrado", le dijo Andersson a la BBC.
Debido a su incapacidad para reconocer las canciones de los nuevos machos, las hembras nativas no se aparean con esta nueva especie.
Y, en este estudio, la nueva evidencia genética reveló que tan solo después de dos generaciones, se produjo un aislamiento reproductivo completo de las especies nativas.
Hibridación
Desde hace años, los individuos de la nueva especie se reproducen exclusivamente entre ellos.
"Lo que estamos diciendo es que este grupo de aves se comporta como una especie diferente. Si un taxonomista llegase a esta isla y no supiese nada de su historia, diría que aquí hay cuatro especies", explica Anderson.
No hay evidencia de que se reproducirán nuevamente con un individuo de la especie nativa pinzón terrestre mediano.
Pero incluso si lo hacen, ahora tienen un tamaño más grande y pueden explotar nuevas oportunidades.
Es probable que estos rasgos se mantengan por la selección natural.
Así, la hibridación puede conducir a la especiación, sencillamente mediante la adición de un individuo a una población. Esta puede ser una forma para que los nuevos rasgos evolucionen rápidamente.
"Si esperas a que las mutaciones cambien de a un rasgo por vez, es una forma más difícil para dar lugar a una nueva especie. Pero la hibridación puede ser más efectiva que la mutación", concluye Butlin.
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Fue hace unos 14 millones de años que las cimas de varios volcanes rompieron la superficie del océano Pacífico, aproximadamente 1.000 km al oeste de la costa de Ecuador, y formaron el archipiélago inicial de las Galápagos.
Son ahora 19 grandes islas volcánicas y 120 de menor tamaño y hogar para un conjunto de raras criaturas, incluyendo tortugas gigantes, iguanas marinas y piqueros de patas azules.
Cuando Charles Darwin arribó a la isla de San Cristóbal en 1835 comparó su calor y polvo con las hogueras del infierno.
Sin embargo, esa visita inspiró su teoría de la evolución por selección natural y, a la larga, lo llevó a escribir "El origen de las especies".
Desde entonces, las Galápagos han servido de musa científica para biólogos y geólogos.
Pero a pesar de los descubrimientos hechos en esos laboratorios naturales, aún mantienen un velo de misterio.
"Tenemos mucha evidencia sugerente, pero aún no tenemos los detalles sobre la evolución de la vida en las Galápagos", dice Dennis Geist, geólogo de la Universidad de Idaho, EE.UU.
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"Punto caliente"
En el archipiélago hay especies, como el león marino de Galápagos y los cormoranes no voladores, ausentes en otras partes del planeta.
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Para entender cómo aparecieron, los científicos comenzaron a buscar más allá de la biología, en la historia geológica de las islas.
Las Galápagos deben su origen a un "punto caliente", donde el magma del interior de la Tierra brota, a través de la corteza, formando volcanes sobre el suelo oceánico.
Ese punto es estacionario, pero los volcanes están asentados en la placa tectónica de Nazca que se desplaza de oeste a este unos 4 cm cada año.
Ese movimiento significa que las islas más antiguas, algunas ya totalmente erosionadas bajo el agua, se encuentran muy al este. La más joven, Fernandina, sigue estando sobre la cima del punto caliente.
"Las Galápagos actúan como una gran cinta transportadora de islas, donde se crean nuevas islas y vida, y los animales y plantas emigran desde las más antiguas", señala Eric Mittelstaedt, también de la Universidad de Idaho.
Originalmente, eran solo masas inhóspitas de lava volcánica.
Luego las "montañas" interactuaron con la atmósfera para producir lluvia que, después de miles de años, erosionó la lava basáltica para formar suelos, que precedieron la vida.
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El viento habría llevado las esporas de helechos, musgos y líquenes a las islas, conjuntamente con pequeños insectos e incluso caracoles mínimos.
Y luego llegaron los pájaros.
"Es probable que las aves marinas de las aguas circundantes llegaran primero transportando microorganismos", dice Peter Grant, profesor emérito de ecología y biología evolutiva de la Universidad de Princeton, EE.UU.
"Las semillas de la plantas podrían haber sido traídas por las aves marinas, o llegaron volando desde Sudamérica o flotando sobre el mar", añade.
Los animales del océano, incluyendo ancestros de los lobos marinos, tortugas marinas o pingüinos, probablemente nadaron hasta las islas, donde muchos de los reptiles y pequeños mamíferos, como las ratas de arroz, habrían llegado flotando sobre balsas de vegetación.
Explosión biológica
Sin embargo, la singular biodiversidad de las islas podría estar ligada a su ubicación sobre el ecuador y en plena trayectoria de una rápida corriente oceánica, conocida como la subcorriente ecuatorial.
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Se encuentra justo por debajo de la superficie marina, a 100 m de profundidad, y fluye de oeste a este a una velocidad de más de un metro por segundo.
"Es simplemente una coincidencia que las Galápagos están precisamente sobre el ecuador y son los suficientemente grandes para impactar la corriente", dice Kristopher Karnauska, profesor de ciencia atmosférica y oceánica en la Universidad de Colorado, EE.UU.
"Eso ha llevado al desarrollo de un ecosistema único sobre la Tierra".
Cuando la corriente choca contra las islas occidentales, empuja el agua más fría, cargada de nutrientes, hacia arriba.
Sin aun ser tocados por ningún animal oceánico, los nutrientes alcanzan la zona iluminada por el sol y así el proceso de fotosíntesis puede iniciarse.
Esa productividad estimula la vida marina sobre las islas, mientras que la temperatura fría del agua permite la existencia de un ecosistema que normalmente se vería en regiones tropicales.
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"Dependiendo de donde estés en el archipiélago, podría ser un lugar muy tropical o muy frío", destaca Karnauskas.
Así, las temperaturas oceánicas más bajas sobre el oeste de las islas proporcionan alimento y buen clima para los pingüinos de las Galápagos, que principalmente habitan el lado occidental de las islas Isabela y Fernandina.
Karnauskas y Mittelstaedt plantearon la hipótesis de que el choque inicial de la subcorriente ecuatorial con las islas provocó una explosión biológica.
"Todo el ecosistema de las islas parte de esta fuente de florecimiento", dice Karnauskas.
Para investigar cuándo ocurrió ese evento, los científicos desarrollaron dos modelos separados.
El primero se remontó en el tiempo, reconstruyendo el tamaño y la forma de las islas hace millones de años.
Luego, utilizando esa información para cada momento concreto y la configuración correspondiente de las islas, los investigadores simularon los patrones de corrientes y temperaturas en los océanos circundantes.
Y encontraron que las temperaturas oceánicas cambiaron drásticamentecerca de 1,6 millones de años atrás.
"Hubo un cambio en las islas que provocó lo que vemos en los datos paleoclimáticos", señala Karnauskas. Habría sido entonces que finalmente se volvieron lo suficientemente grandes para bloquear la subcorriente.
Otros ingredientes en la mezcla
Si esa colisión impulsó la evolución de la vida en las Galápagos, otros fenómenos geológicos siguieron dándole forma.
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Desde que surgieron las islas, el nivel del mar ha bajado, subido, bajado y otra vez subido, "rebotando unas 30 veces en los últimos tres millones de años", indica Geist.
Esas fluctuaciones habrían modificado dramáticamente la geografía de las Galápagos, provocando consecuencias sobre la biología de la isla, señala un estudio de 2014.
"Me di cuenta que algunas de esas islas debieron estar conectadas en algún momento", señala uno de sus coautores, Jason Ali, de la Universidad de Hong Kong. "Habría sido posible caminar entre ellas".
Los puentes entre las islas habrían ampliado el hábitat de animales como las iguanas de tierra y las serpientes corredoras.
Cuando los científicos hicieron un examen más detallado encontraron que las islas que llegaron a estar unidas compartieron la misma biología, mientras que las islas periféricas tenían las suyas propias.
Por otra parte, los volcanes han seguido dando forma a los ecosistemas.
Las erupciones en Fernandina ocurren cada dos o tres años. "Esto puede acabar con algunas especies cuando la lava cae directamente, pero también puede dividir a los animales en dos grupos", resalta Mittelstaedt.
Y los impactos geológicos sobre el ecosistema de las Galápagos continúan.
En 2015 la erupción del volcán Wolf significó una amenaza potencial para la única población mundial de iguanas rosadas.
Sin embargo, son los humanos quienes parecen tener la mayor influencia sobre los cambios.
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En los últimos siglos, los visitantes introdujeron hormigas de fuego, cabras y moras, perjudicando a algunas de las especies locales.
La subida en los niveles del mar, debido al cambio climático antropogénico, también tiene el potencial de causar extinción de especies.
"Mirando hacia adelante -dice Geist- incluso sobre una escala de tiempo humana, es poco probable que los efectos geológicos sean muy importantes, comparado con los impactos inducidos por los seres humanos sobre los ecosistemas".
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Guillermo Gonzalo Sánchez Achutegui
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